任玉姝

（吉林油田油氣工程研究院 吉林松原 138000）

吉林油田儲層物性差，單井產(chǎn)量低，油井主體采用有桿泵抽油機舉升，隨著地質(zhì)儲量采出程度增加及地層壓力下降，單井產(chǎn)液能力下降，出現(xiàn)許多低產(chǎn)低效井，使采油成本增加。間歇抽油作為一種簡單有效的提高油井經(jīng)濟效益的方法，在油田現(xiàn)場廣泛應(yīng)用，主要是通過調(diào)整抽油機井生產(chǎn)運行時間，達到節(jié)能降耗目的。那么如何合理應(yīng)用間歇抽油，既達到節(jié)能降耗目的，又不影響油井產(chǎn)量，保證抽油機正常運行，成為急需解決的問題。

1 間歇抽油井的選擇

依據(jù)行業(yè)規(guī)定，單井經(jīng)濟效益按效益高低依次劃分為三類，即有效井、低效井及無效井。年產(chǎn)油及伴生產(chǎn)品稅后收入大于年操作成本的井為有效井；年產(chǎn)油及伴生產(chǎn)品稅后收入小于操作成本大于最低運行費用的井為低效井；年產(chǎn)油及伴生產(chǎn)品稅后收入等于或小于最低運行費用的井為無效井。根據(jù)盈虧平衡分析方法，確定連續(xù)生產(chǎn)機采井轉(zhuǎn)為間歇抽油的經(jīng)濟極限產(chǎn)量為低效井的邊界產(chǎn)量，若油井產(chǎn)液量達到或低于低效井的邊界產(chǎn)液量，即可轉(zhuǎn)為間歇抽油。進行單井經(jīng)濟效益分析，首先要明確油氣井操作成本構(gòu)成。油氣井操作成本包括材料費、燃料費、動力費、人員費、維護性井下作業(yè)費、油氣處理費、天然氣凈化費、驅(qū)油物注入費、運輸費、稠油熱采費，測井試井費、維護及修理費、廠礦管理費、其他直接費、輕烴回收費共15個項目，其中燃料費、動力費、驅(qū)油物注入費、井下作業(yè)費、稠油熱采費、輕烴回收費、油氣處理費、運輸費等為可變成本，其余為固定成本。

單井采油成本可表示為：

C=CF+Q1CVN

C——單井年采油操作成本，元；

CF——單井固定成本，元；

CV——可變成本，元/噸；

Q1——日產(chǎn)液，t/d；

N——年生產(chǎn)天數(shù)，d。

單井年收入可表示為：

p=Q1Nβ（1-fw）s（1-v）

P——單井年利潤，元；

S——原油銷售價格，元/t；

β——商品率，%；

fw——含水率，%；

v——綜合稅率，%。

當(dāng)單井年產(chǎn)油獲得利潤與采油成本相等時，計算得低效井產(chǎn)量界限為：

Qlimit——低效井產(chǎn)量界限，t/d。

即當(dāng)油井產(chǎn)量小于低效井產(chǎn)量界限后，進入低效生產(chǎn)階段，此時油井即可由連續(xù)生產(chǎn)轉(zhuǎn)為間歇抽油，以此方法降低運行成本。

2 間歇抽油制度優(yōu)化

2.1 停井液面上升規(guī)律研究

油井停止生產(chǎn)后，地層流體不斷地流入井筒，油套環(huán)空內(nèi)的液面上升，井底流壓升高，生產(chǎn)壓差逐漸減小，地層流體進入井筒的速度逐漸減小，隨著時間延長，當(dāng)壓差足夠小，甚至地層流體停止向井筒內(nèi)流入。為了進行間歇抽油制度優(yōu)化，首先開展停井階段液面上升規(guī)律研究。

在油井流入動態(tài)曲線上取一微小時間段，假設(shè)流入井筒液量與井底壓差遵循流體單相滲流規(guī)律，那么流入井筒內(nèi)的液量與生產(chǎn)壓差呈線性關(guān)系。

在液面恢復(fù)過程中，進入井筒內(nèi)流體與井底壓力關(guān)系為：

由（2）=（3），并積分得

設(shè)液面恢復(fù)時間為0，液面高度為h0，則此時

又有：

將（5）、（6）、（7）式代入（4）式，整理得

h（t）——液面上升高度，m ；

α——地層壓力系數(shù)；

H——井深，m；

ρ——地層流體密度，kg/m3；

h0——停井時間為0時液面深度，m

t——液面恢復(fù)時間，h；

rc——套管內(nèi)半徑，m；

rt——油管外半徑，m。

2.2 啟抽液面下降規(guī)律研究

油井開抽生產(chǎn)后，地層繼續(xù)向井筒供液，日產(chǎn)液量計算可依據(jù)vogel方法。

若測試流動壓力Pwftest≥Pb，則采油指數(shù)

若測試流動壓力Pwftest＜Pb，則采油指數(shù)產(chǎn)出流體與泵型、沖程、沖次等參數(shù)有關(guān)：

Pr——地層壓力，MPa；

Pb——飽和壓力，MPa；

D——泵徑，mm；

s——沖程，m；

n——沖次，min-1；

q——間歇抽油井井口日產(chǎn)液，m3/d；

qi——間歇抽油井井底日產(chǎn)液，m3/d；

Atc——油套環(huán)形空間截面積，m2；

η——泵效，%

2.3 間歇抽油制度優(yōu)化

間歇抽油制度優(yōu)化設(shè)計，以使動液面達到連續(xù)機采時液面，且生產(chǎn)時間相對較低作為優(yōu)化設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)動液面達到連續(xù)機采時液面，即形成間歇抽油制度設(shè)計流程（圖1）。

圖1 間歇抽油制度設(shè)計流程圖

3 間歇抽油配套技術(shù)

為保證間歇抽油得到真正落實，可使用間抽控制儀和遠程監(jiān)測儀，實現(xiàn)自動啟停、遠程操作以及監(jiān)督是否按時開停。

間抽控制儀：定時間抽控制儀，可根據(jù)間歇抽油制度優(yōu)化設(shè)計結(jié)果，設(shè)定好開井及停井時間，安裝到油井上，控制油井啟停，實現(xiàn)間歇抽油。間抽控制儀集成了報警系統(tǒng)，開井抽油時會發(fā)出報警聲音，防止周邊動物進入井場，發(fā)生危險。這種控制儀結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，價格低，現(xiàn)場應(yīng)用較多。

智能間抽控制儀：一般由測試模塊、分析模塊及控制模塊組成。測試模塊定時自動測量油井動液面、功圖或者電參數(shù)。分析模塊根據(jù)測得參數(shù)通過長期學(xué)習(xí)，判斷油井是否供液不足，當(dāng)探測到油井處于嚴重供液不足狀態(tài)時，控制模塊啟動，令抽油機停止運行，等油井供液能力恢復(fù)，再開機運行，如此反復(fù)自動管理油井生產(chǎn)。

遠程監(jiān)測儀：監(jiān)視器、無線傳輸與測試系統(tǒng)及控制系統(tǒng)相結(jié)合，不僅可定時測試油井生產(chǎn)參數(shù)，還可以通過無線傳輸將數(shù)據(jù)實時傳到遠程電腦，管理人員在辦公室即可隨時查看油井生產(chǎn)動態(tài)、井場狀況，設(shè)置指令，控制油井生產(chǎn)。這些配套設(shè)備令間歇抽油更加容易實現(xiàn)，節(jié)省大量人力，為智能化油田建設(shè)提供技術(shù)支持。

4 現(xiàn)場應(yīng)用

在對實際生產(chǎn)井進行間歇抽油制度優(yōu)化前，首先應(yīng)用液面上升及下降理論，計算多口井液面深度，并與現(xiàn)場測試值對比，平均相對誤差0.35%，說明理論方法可行。

利用相關(guān)理論進行間歇抽油抽度優(yōu)化。新民油田民+49-3.2油層中部深度1180m，穩(wěn)定連續(xù)生產(chǎn)時動液面深度1050m，日產(chǎn)液0.5t/d，含水60%，泵徑32mm，沖程1.8m，沖次3.0min-1，測得地層壓力5.4MPa，飽和壓力3.1MPa。按時間歇抽油制度設(shè)計流程在給定一系列工作制度下，計算生產(chǎn)井產(chǎn)量、動液面水平，并與連續(xù)生產(chǎn)時動液面進行對比。在給定工作制度中有18個達到或超過連續(xù)生產(chǎn)時動液面，再根據(jù)產(chǎn)量及生產(chǎn)時間最終選擇該井間歇抽油制度為抽7停5h，經(jīng)測試全天抽汲液面61m，折算產(chǎn)量0.49t，達到單井連續(xù)開抽產(chǎn)液水平，證明優(yōu)化設(shè)計理論可行?，F(xiàn)場配套采用定時間抽控制儀管理，簡單方便。通過測試示功圖診斷結(jié)果由供液差變?yōu)檎?。連續(xù)生產(chǎn)時該井每天耗電量57.6KW·h，間歇抽油生產(chǎn)時每天耗電（間抽后耗電）34KW·h，節(jié)電23.6 KW·h，節(jié)電率40.9%。

5 結(jié)論

（1）本文建立的間歇抽油井選擇及工作制度優(yōu)化設(shè)計方法簡單明確，適用性強，可以用于連續(xù)生產(chǎn)井轉(zhuǎn)為間歇抽油井方案的優(yōu)化設(shè)計。

（2）低產(chǎn)液井由連續(xù)生產(chǎn)轉(zhuǎn)為間歇抽油示功圖對比明顯，抽油泵充滿程度明顯改善，而且節(jié)能降耗效果顯著。

（3）間歇抽油配套技術(shù)發(fā)展較快，隨著智能化管理設(shè)備不斷涌現(xiàn)，間歇抽油管理變得越發(fā)簡單方便，現(xiàn)場推廣應(yīng)用間歇抽油將大幅度降低機采井能耗，提高機采技術(shù)應(yīng)用水平。